[发明专利]用于直接耦合到RF驱动器电路的InP马赫-曾德尔调制器的偏置方法

说明书

一种光发射机包括直接耦合的MZ干涉仪和驱动器电路。所述MZ干涉仪包括差分驱动的MZ电极对，被配置为将RF信号赋予通过干涉仪的相应臂行进的光，并且经由所述MZ干涉仪的下n型包层接收DC偏置作为正电压。所述下n型包层处于与所述MZ干涉仪的上平面RF接地不同的正DC电势，但所述下n型包层和所述上平面RF接地具有相似的AC电势。所述MZ干涉仪还包括：串联的电阻器对，被配置为提供MZ电极的差分RF端接；以及在形成于所述电阻器对之间的中心点处的虚拟接地与被配置为提供共模RF端接的RF接地之间的电容耦合。用于驱动器电路的DC电源被施加到所述RF端接的所述中心点。

技术领域

本发明涉及一种包括直接耦合的MZ调制器干涉仪和驱动器电路的光发射机。具体地，MZ干涉仪和驱动器电路可以在它们之间没有RF部件列的情况下耦合。

背景技术

射频(RF)放大器芯片通常是使用马赫-曾德尔(MZ)调制器的光发射机中的重要部件。由发射机的数字信号处理器(DSP)输出的数据调制模拟信号通常被限制为小于1伏(V)的峰到峰(peak-to-peak)振幅。然而，典型的MZ 调制器(例如基于磷化铟(InP)的MZ调制器)的V2π特性通常将是大约3V (V2π特性指的是在等于其半波电压两倍的电压范围(例如从-Vπ到+Vπ)上驱动调制器所需的电压，其中半波电压是引起π的相移或者从全透射到最大消光的偏移所需的电压)。

在没有放大的情况下，由DSP输出的信号因此在幅度上太小，导致MZ 欠驱动和相当大的调制损耗。RF放大器或驱动器电路(驱动器芯片)的目的是将DSP信号放大到与MZ调制器的V2π规范兼容的放大率，从而使调制引起的损耗最小化。

图1示出了在包括MZ干涉仪20和AC耦合的驱动器或放大器电路30 的光发射机10中的传统偏置方法，应当理解，发射器10可以包含一个以上的MZ干涉仪20，例如嵌套配置的四个MZ干涉仪，但是在该说明性示例中，仅示出了一个MZ干涉仪20。干涉仪的配置将包括调制器芯片。

用于发射器10的驱动器电路30DC电源V_DD通过偏置三通(tee)布置40施加在驱动器电路30输出端处，偏置三通40还通过RF部件列50将驱动器电路30输出端的AC耦合提供到MZ干涉仪20。RF端接(差分和共模) 被提供在芯片外，负MZ DC偏置V_cm也是如此。干涉仪20的下n包层直接通过光学子组件的整个接地平面和电容性(～100pF)芯片，强耦合到RF接地 70。

在图1的已知布置中，驱动器电路(驱动芯片)30因此远离MZ干涉仪 20，而位于光学子组件外部的印刷电路板(PCB)上。这种远程的芯片外位置在几个方面是有利的。

芯片外位置使得能够在驱动器电路30与MZ干涉仪20之间使用偏置三通电路40(用于将DC功率插入AC信号中)，驱动器电路30的输出端AC 耦合(经由电容连接)到MZ干涉仪20的RF信号输入焊盘。AC耦合允许驱动器电路30的DC电源V_DD通过偏置三通布置被施加到驱动器电路30的集电极输出端，这允许负DC偏置被施加到干涉仪的p侧。

驱动器电路30的芯片外位置还允许差分MZ DC偏置V_cm作为负电压施加到MZ调制电极21、22，通常在RF端接末端60处。

然而，驱动器电路30距MZ干涉仪20的远程位置导致相对较长的RF 部件列50，RF部件列50也需要穿过MZ干涉仪20光学子组件的壁。由于大的RF损耗和失真，这可能损害RF部件列50的级联带宽性能。希望提供一种消除这些问题的装置。

发明内容